Sommaire

Effets d’une « chasse » hydraulique sur la communauté épilithique en dispositif
expérimental
Stéphane Charpentier - 2ème année de thèse ; [e-mail]
Département 2 : Organisation et Vulnérabilité des Systèmes Ecologiques
Equipe Ecologie des Eaux Continentale
Directrices de thèse : E. Franquet & C. Bertrand
Responsable d’entreprise : P. Dollet (SCP)
Dans les canaux méditerranéens de transport d'eau brute, le développement de certaines algues
est responsable de nuisances aussi bien physiques que biologiques, voire sanitaires selon les
usages de l’eau (irrigation, AEP,…).
La problématique de cette étude est de caractériser en conditions naturelles et expérimentales,
les patrons de réponse de l’épilithon aux conditions physico-chimiques et hydrodynamiques dans
ces canaux, dans le but d’élaborer des stratégies de gestion hydraulique visant à limiter la
croissance algale.
Pour cela, en dispositif expérimental, les objectifs sont de caractériser la biomasse (AFDM,
chlorophylle a) et la structure des communautés épilithiques sous différentes conditions
hydrodynamiques et de tester l’effet d’une chasse hydraulique sur ces communautés.
Le dispositif expérimental in situ conçu en dérivation du canal de Gignac (Hérault, 34) est un
modèle réduit constitué de 4 canaux identiques soumis aux mêmes conditions
environnementales (lumière, température, nutriments, inoculum algal) mais à des
caractéristiques hydrodynamiques différentes (4 vitesses de courants). Le périphyton est suivi
selon un plan d’échantillonnage aléatoire, par triplicats, sur des substrats vierges en béton fixés
sur le radier.
Cette expérimentation a permis de montrer que plus la vitesse du courant est faible, plus la
biomasse épilithique est importante. En outre, la structure du peuplement épilithique est modifiée
en fonction des caractéristiques hydrodynamiques : plus la vitesse du courant est faible, plus les
diatomées sont dominantes. L’effet de la chasse hydraulique entraine une réduction de la
biomasse épilithique, quelles que soient les conditions hydrodynamiques initiales.

Réutilisation d’eaux usées après traitement par DEL-UV : impacts sanitaires et
environnementaux
Anne-Céline Chevremont – 1ère année de thèse ; [e-mail]
Département 3 : Processus fonctionnels et valorisation de la Biodiversité
Equipe : Ecologie Microbienne et Biotechnologies
Directeurs de thèse : Jean-Luc Boudennek, Anne-Marie Farnet
L’objectif de ce projet est de développer un traitement des eaux usées basé sur l’émission de
rayonnement UV par des Diodes Electroluminescentes (DEL). Ces diodes, moins coûteuses et
plus puissantes que les lampes UV traditionnelles, couplées à une optique spécialement conçue
pour favoriser l’exposition de l’effluent, permettraient d’abaisser significativement les coûts
d’investissement et de fonctionnement, dans un contexte de traitement d’affinage des eaux usées
résiduaires. Une phase préliminaire permettra de mettre au point le système DEL-UV à partir de
systèmes simples (cultures pures de microorganismes indicateurs de pollution fécale, solutions de
molécules représentatives des produits de dégradation retrouvés dans les effluents). Les
paramètres suivants seront testés : durée d’exposition, longueurs d’onde, turbidité et
concentrations en microorganismes. L’efficacité de ce traitement sera ensuite évaluée sur des
effluents urbains par la mesure de l’abattement de la teneur en microorganismes potentiellement
pathogènes et le suivi de l’oxydation de molécules chimiques et de la matière organique. La
potentialité de réutilisation des eaux traitées par DEL-UV pour l’irrigation de cultures ou espaces
verts sera également évaluée par une étude préliminaire en mésocosmes. Elle permettra de tester
l’effet de la composition microbiologique et chimique de l’effluent i) sur les communautés
microbiennes (diversité fonctionnelle, activités enzymatiques impliquées dans les principaux cycles
biogéochimiques) ii) sur l’évolution de la matière organique dans le sol (RMN du solide du13C).
Mots clés : DEL, épuration d’effluents, UV.

Déterminants de la recolonisation végétale et perspectives de restauration
écologique d’une pseudosteppe méditerranéenne.
Renaud Jaunatre - 2ème année ; renaud.jauna[email protected]
Département 2 : Organisation et vulnérabilité des systèmes écologiques
Equipe : Interactions Biotiques et Biologie de la Conservation
Directeurs de thèse : Elise Buisson, Thierry Dutoit.
Les changements d’usage contribuent aujourd’hui à la formation au niveau paysager d’une
mosaïque d’écosystèmes dit de référence, dégradés et/ou plus ou moins en cours de résilience.
Cela est particulièrement vrai là où les communautés végétales ont des vitesses d’évolution très
lentes comme les pelouses sèches semi-naturelles du bassin méditerranéen. Bien que les usages
agricoles passés aient influencés leurs dynamiques, les effets sur la végétation actuelle ont été
peu étudiés dans cette région en comparaison du Nord de l’Europe. La plaine de Crau, dernière
pseudosteppe sèche du Sud-Est de la France, est née de l’interaction multi-millénaire entre des
conditions pédo-climatiques particulières et un pâturage extensif ancestral. L’objectif de cette
étude est ainsi de discriminer les facteurs expliquant la recolonisation des communautés végétales
après abandon cultural en intégrant pour la première fois variables historiques d’exploitation et
variables paysagères. Nous avons ainsi comparé les communautés végétales de 40 friches
melonnières au regard de leur position sur un gradient pédo-climatique nord-sud, de leur
trajectoire agricole, de leur date d’abandon et de leur contexte paysager. Les résultats montrent
que même après 20 ans d’abandon, les friches sont significativement moins riches et d’une
composition différente de la steppe. La recolonisation de la communauté végétale est déterminée
en premier par la position sur le gradient pédo-climatique, ensuite par le contexte paysager et les
propriétés physico-chimiques du sol et enfin par la trajectoire agricole. Au vu de ces résultats,
sachant que la majeur partie des espèces de la steppe ne recolonisent pas spontanément et que
la surface de steppe originelle a diminuée de plus de 80%, il semble important d’évaluer la
réalisation de techniques de restauration de la communauté végétale à une échelle opérationnelle.
Après réhabilitation d’un ancien verger en habitat de type steppique, nous avons testé 5
techniques de restauration, dont certaines avaient déjà été expérimentées à petite échelle (Coiffait
et al., sous presse). Ces techniques sont : (i) le retour du pâturage ovin qui vise à limiter
l’expansion des espèces non désirées, (ii) l’étrépage du sol qui vise la suppression de la banque
de graines des espèces rudérales et la diminution de la fertilité du substrat, (iii) le semis d’espèces
nurses qui vise l’occupation rapide des niches trophiques et spatiales pour ensuite libérer des sites
favorables (safe sites) à l’installation d’espèces moins compétitrices une fois le pâturage
réinstauré, (iv) le transfert de foin qui vise à réintroduire un pool de graines d’espèces locales
provenant de la steppe et (v) le transfert de sol qui vise la réintroduction d’un pool de propagules
d’espèces ainsi que les microorganismes associés. Nous présenterons les premiers résultats de
ces essais.

Remédiation par les variations de salinité de deux étangs méditerranéens ?
Etude spatio-temporelle du phytoplancton et de son potentiel toxique.
(Etangs de l’Olivier et du Bolmon)
Julia Vergalli - 2ème année de thèse ; [e-mail]
Département 2 : Organisation et vulnérabilité des systèmes écologiques
Equipe hydrobiologie
Directeurs de thèse : Stéphanie Fayolle et Evelyne Franquet
Deux étangs hypereutrophes du bassin versant de l’étang de Berre, les
étangs de Bolmon et de l’Olivier, subissent des proliférations d’algues et
de cyanobactéries constituant des nuisances incompatibles avec leurs
utilisations. De plus, leur peuplement algal est, dominé par une espèce
de cyanobactérie potentiellement toxique, Planktothrix agardhii.
Cet état écologique reflète la nécessité d’un retour à des conditions
abiotiques et biotiques acceptables en s’appuyant sur des modifications
du peuplement phytoplanctonique.
Ce projet de remédiation s’inscrit dans une problématique de nouvelle gestion de l’étang de Berre
(jouxtant l’étang de Bolmon) qui a notamment conduit à la réduction des rejets d’eaux douces par
l’usine hydroélectrique de Saint-Chamas dans l’étang de Berre. Cette modification de gestion a
entraîné une augmentation de la salinité dans l’étang de Bolmon. Parallèlement, une modification
de la dynamique phytoplanctonique accompagnée de la disparition de Planktothrix agardhii de la
colonne d’eau a été observée. Aucun changement significatif, que ce soit de salinité ou du
peuplement algal, n’a été observé dans l’étang de l’Olivier. Le sens des échanges hydriques entre
ces 3 étangs, principalement dut au vent, explique que cette politique de gestion a seulement eu
des effets significatifs dans l’étang de Bolmon.
L’étude compare le suivi spatio–temporel du phytoplancton des deux étangs, l’étang de l’Olivier
constituant notre site de référence. Ce suivi est couplé avec celui des paramètres abiotiques afin
de déterminer les facteurs influençant la sélection des taxons algaux et de mettre en exergue
l’impact de la salinité. De plus, la caractérisation de la dynamique phytoplanctonique de l’étang de
Bolmon permet d’étudier la résilience de Planktothrix agardhii en fonction du facteur halin. La
détection de microcystine (hépatotoxine) synthétisée par Planktothrix agardhii, toujours
prédominante dans l’étang de l’Olivier, permettra d’appréhender le déterminisme de la toxicité vis-
à-vis des conditions environnementales.
Cette approche in situ est complétée par une approche expérimentale qui permet d’évaluer le
spectre de résistance à la salinité de Planktothrix agardhii, ainsi que l’influence de la salinité sur
sa synthèse toxinique
Cette étude permettra, à terme, de déterminer si le mode de réhabilitation par ajustements
hydriques peut réguler la biomasse algale, modifier le peuplement phytoplanctonique et rétablir
une bonne qualité d’eau. Une des finalités est d’élaborer des indicateurs capables d’aider à
l’élaboration des outils de gestion et d’amener l’idée de remédiation des milieux aquatiques par
des aménagements hydrauliques.
Partenaires : MNHN de Paris (Muséum National d’Histoire Naturelle)- SIBOJAI (Syndicat
Intercommunal du Bolmon et du Jaï)

La fourmi Tapinoma, une opportunité pour contenir la fourmi d’Argentine ?
Laurence Berville – 1ère année ; [e-mail]
Département 2 - Organisation et Vulnérabilité des Systèmes Ecologiques
Equipe interactions biotiques et biologie de la conservation
Directeur de thèse : Erick Provost
La fourmi d'Argentine (Linepithema humile), originaire d’Amérique du Sud, a envahi en un siècle
tous les continents excepté l’Antarctique. En Europe, son expansion s'étend sur tout le pourtour
méditerranéen de la péninsule Ibérique à l’Italie en passant par la France. En région PACA, elle
envahit tout le littoral provençal et azuréen, par petits foyers centrés autour des zones urbaines
côtières.
Comment contenir cette invasion, sachant qu’il est devenu nécessaire de se démarquer des
approches développées habituellement en matière de lutte contre les fourmis invasives ? En effet,
les méthodes de lutte utilisées actuellement sont peu efficaces, non-spécifiques et surtout
agressives envers l'environnement. C’est l’objectif de cette thèse qui bénéficie d’une bourse BDE
(Région PACA/ EcoMed). Nous avons noté en Corse, la présence d'une fourmi native, Tapinoma,
qui semble résister à la fourmi d'Argentine. Ces fourmis peuvent donc constituer un moyen de lutte
pour contenir la progression de la fourmi d’argentine. Il s’agit de développer nos connaissances
sur le genre Tapinoma et plus particulièrement sur l’espèce nigerrimum (qui bien que présente en
région PACA, n’y a jamais été étudié) et sur la structure de leurs colonies. Est-elle unicoloniale,
c’est-à-dire forme-t-elle des supercolonies au sein desquelles on enregistre une perte plus ou
moins importante des manifestations agressives intraspécifiques, comme chez la fourmi
d’Argentine ? Quelles sont leurs répartitions respectives en région PACA ? Etablit-elle ses nids à
proximité de ceux de la fourmi d’Argentine comme nous l’avons observé en Corse? Dans
l’affirmative, quels types d’interactions agonistiques ont-elles vis-à-vis de la fourmi d’Argentine ?
Après des tests éthologiques au laboratoire, peut-on envisager de déplacer un fragment de colonie
de Tapinoma à proximité d’un nid de fourmi d’argentine (in situ) avec une bonne chance de
survie ? Est-il envisageable de transplanter des colonies de Tapinoma en lisière du front d’invasion
de la fourmi d’Argentine pour former une barrière contre cette invasion ?